DE10041851A1 - Vorrichtung mit einer Mischkammer - Google Patents
Vorrichtung mit einer MischkammerInfo
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Abstract
Vorrichtung (1) mit einer Mischkammer (2) zum Mischen von mindestens zwei fließ- oder rieselfähigen, unterschiedlichen Massen (3, 4), wobei für jede Masse (3, 4) ein Zuflusskanal (5, 6) in die Mischkammer (2) führt, und dass die Mischkammer (2) mit einem Abflusskanal (7) versehen ist. Als Mischkammer (2) ist eine rotationssymmetrische Rotationswirbelmischkammer (2.1) vorgesehen, wobei die Zuflusskanäle (5, 6) tangential in die Rotationswirbelmischkammer (2.1) münden (Fig. 1).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Mischkammer zum Mischen von
mindestens zwei fließ- oder rieselfähigen, unterschiedlichen Massen, wobei für jede
Masse ein Zuflusskanal in die Mischkammer führt, die mit einem Abflusskanal versehen
ist.
Eine derartige Vorrichtung ist zum Beispiel aus der DE 19 67 692 U und aus der
US 3236457 A vorbekannt, die den Nachteil aufweist, dass die Mischung der verschiedenen
Massen nur unzureichend ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine gattungsgleiche Vorrichtung zu
schaffen, mit der eine wesentlich bessere, also höchst homogene Mischung erzielbar
ist.
Gelöst wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1. Weitere
vorteilhafte Weiterbildungen/Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den
Unteransprüchen hervor.
Dadurch, dass als Mischkammer eine rotationssymmetrische
Rotationswirbelmischkammer vorgesehen ist, wobei die Zuflusskanäle tangential in die
Rotationswirbelmischkammer münden, wird durch einfache Maßnahmen eine
wesentlich bessere, also höchst homogene Mischung von wenigstens zwei
verschiedenen Massen erzielt. Dies ist besonders von Vorteil, wenn die zu mischenden
Massen miteinander chemisch reagieren.
Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ergibt sich dadurch, dass die Zuflusskanäle
gleichmäßig radial verteilt und im gleichen Drehsinn angeordnet sind.
Die Zuflusskanäle münden ungefähr in einer halben Höhe der Mischkammer in die
Mischkammer, wobei der Abflusskanal axial angeordnet ist.
Es kann aber auch vorgesehen werden, dass mindestens ein Zuflusskanal außerhalb
einer halben Höhe der Mischkammer in die Mischkammer führt.
Eine sehr gute Rotationsverwirbelung beider Massen wird dadurch erreicht, dass die
Mischkammer hohlkugelartig ausgestaltet ist.
Als eine erste Vorrichtung ist ein Mehrkomponenten-Druckgasbehälter vorgesehen, der
eine Mehrventileinheit mit der Mischkammer aufweist.
Als eine zweite Vorrichtung ist eine Druckgasbehälteranordnung von mindestens zwei
nebeneinander angeordneten Druckgasbehältern vorgesehen, die jeweils mit einem
Entnahmeventil versehen sind, wobei beide Entnahmeventile durch einen Aufsatz
gemeinsam betätigbar sind, und wobei der Aufsatz mit der Mischkammer und den
Zuflusskanälen und mit dem Abflusskanal versehen ist.
Zwecks einfacherer Herstellbarkeit ist die Mischkammer zweiteilig zusammengesetzt.
Ein vorteilhafter Gebrauch der Vorrichtung ergibt sich beispielsweise dadurch, dass die
gemischten Massen ein Haarbehandlungsprodukt sind, vorzugsweise zur Haarfärbung,
wobei beispielsweise eine erste Masse eine Wasserstoffperoxidmasse und eine zweite
Masse eine Farbmasse ist, wodurch mittels der höchst homogenen Mischung ein
hervorragendes Behandlungsergebnis erzielt wird.
Die Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 in einer vergrößerten Axialschnittdarstellung einen Ausschnitt einer prinzipiellen
Vorrichtung mit einer Mischkammer, die mit zwei Zuflusskanälen und einem
Abflusskanal versehen ist;
Fig. 2 in einer Schnittdarstellung einen Schnitt II-II nach der Fig. 1;
Fig. 3 in einer Axialschnittdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung
als ein Mehrkomponenten-Druckgasbehälter in einer verschlossenen Stellung;
Fig. 4 die Vorrichtung nach der Fig. 3, jedoch in einer Entnahme-Stellung, und
Fig. 5 in einer Schnittdarstellung ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung
als eine Druckgasbehälteranordnung mit zwei nebeneinander angeordneten
Druckgasbehältern mit einem Aufsatz.
Die Fig. 1 zeigt eine prinzipielle Vorrichtung 1 mit einer Mischkammer 2 zum Mischen
von mindestens zwei fließ- oder rieselfähigen, unterschiedlichen Massen 3, 4, wobei für
jede mit einer Treibkraft F beaufschlagten Masse 3, 4 ein Zuflusskanal 5, 6 in die
Mischkammer 2 führt, die mit einem Abflusskanal 7 versehen ist. Als Mischkammer 2 ist
eine rotationssymmetrische Rotationswirbelmischkammer 2.1 nach Art einer Hohlkugel
8 vorgesehen, wobei die Zuflusskanäle 5, 6 tangential in die
Rotationswirbelmischkammer 2.1 münden. Dadurch entsteht ein rotationssymmetrischer
Wirbelring der beiden Massen 3, 4, wodurch eine höchst homogene Mischung der
beiden Massen 3, 4 erreicht wird, wobei die Mischung über den Abflusskanal 7
entnehmbar ist.
Die Zuflusskanäle 5, 6 münden ungefähr in einer halben Höhe der Mischkammer 2.1 in
die Mischkammer 2.1, wobei der Abflusskanal 7 axial angeordnet ist. Es kann aber auch
vorgesehen werden, dass mindestens ein Zuflusskanal 5, 6 außerhalb einer halben
Höhe der Mischkammer 2.1 in die Mischkammer 2.1 führt, wodurch dann weitere
Massenturbulenzen zur weiteren Vermischung führen.
Eine Draufsicht nach Schnitt II-II der Fig. 1 zeigt die Fig. 2, die insbesondere die
tangentiale Einmündung der gleichmäßig radial verteilten und im gleichen Drehsinn
angeordneten Zuflusskanäle 5, 6 in die Rotationswirbelmischkammer 2.1 verdeutlicht,
wobei ein Pfeil 11 die Wirbelringdrehrichtung der Mischung 3, 4 im Uhrzeigersinn zeigt.
Im weiteren Flussverlauf der Mischung 3, 4 fließt die Mischung 3, 4 durch die stetige
Treibkraft F durch eine Öffnung 17 in den Abflusskanal 7.
In der Fig. 3 ist als eine Vorrichtung 1 ein Mehrkomponenten-Druckgasbehälter 9
dargestellt, der eine Mehrventileinheit 10 mit der Rotationswirbelmischkammer 2.1
aufweist. Ein erster Innenbehälter 12 beinhaltet die erste Masse 3 und ein zweiter
Innenbehälter 13 beinhaltet die zweite Masse 4, wobei außerhalb der Innenbehälter 12,
13, aber innerhalb des Druckgasbehälters 9 ein Treibmittel 18 vorgesehen ist. Das
Treibmittel 18 kann Druckluft oder auch Flüssiggas sein. Das Treibmittel 18 kann aber
auch wahlweise innerhalb der Innenbehälter 12, 13 vorgesehen sein, gegebenenfalls mit
jeweils einem nicht dargestellten Steigrohr. Die beiden Innenbehälter 12, 13 sind mit der
Mehrventileinheit 10 verbunden, die von einem üblichen Ventilteller 19 aufgenommen ist
und den Druckgasbehälter 9 druckfest und flüssigkeitsdicht abschließt. Die Ventileinheit
10 ist nach Art eines Ventilschiebers 20 aufgebaut, wobei ein erster Verbindungskanal
21 des ersten Innenbehälters 12 mit dem ersten Zuflusskanal 5 des Ventilschiebers 20
und ein zweiter Verbindungskanal 22 des zweiten Innenbehälters 13 mit dem zweiten
Zuflusskanal 6 des Ventilschiebers 20 korrespondiert. Innerhalb des Ventilschiebers 20
- entsprechend den Fig. 1 und 2 - sind auch die Rotationswirbelmischkammer 2.1 und
der Abflusskanal 7 angeordnet. In der Fig. 3 ist der federbelastete Ventilschieber 20 mit
den Zuflusskanälen 5, 6 versetzt zu den Verbindungskanälen 21, 22 angeordnet,
wodurch die Verbindungskanäle 21, 22 verschlossen sind und damit die
Entnahmeventile 14, 15 bildet. Am oberen Ende des Abflusskanals 7 ist ein üblicher
Sprühkopf 16 angeordnet.
Als vorteilhafte Dimensionierungen können folgende ungefähre Durchmesser
vorgesehen werden: Rotationswirbelmischkammer 2.1 : 2 mm; Zuflusskanäle
5,6 : 0,3 mm; Öffnung 17 : 0,4 mm.
Zwecks einfacherer Herstellbarkeit ist die Mischkammer 2.1 zweiteilig
zusammengesetzt, wobei der Ventilschieber 20 die untere Halbhohlkugel 8 der
Mischkammer 2.1 und ein in den Ventilschieber 20 eingesetztes Einsetzteil 23 mit der
Öffnung 17 und dem Abflusskanal 7 die obere Halbhohlkugel 8 der Mischkammer 2.1
bildet.
Fig. 4 zeigt die Entnahmeventile 14, 15 der Mehrventileinheit 10 in einer geöffneten
Stellung, was durch manuellen Druck auf den Sprühkopf 16 bewirkt ist. Hierbei stehen
nun die Verbindungskanäle 21, 22 mit den Zuflusskanälen 5, 6 in einer
Durchflussverbindung, wodurch sich in der Rotationswirbelmischkammer 2.1
kontinuierlich eine Mischung der beiden Massen 3, 4 bildet, die über die Öffnung 17 in
den Abflusskanal 7 strömt und über den Sprühkopf 16 solange appliziert werden kann,
wie der Sprühkopf 16 gedrückt gehalten wird. Anstelle des ersten oder zweiten
Innenbehälters 12, 13 kann ein bis zum Druckgasbehälterboden nicht dargestelltes
Steigrohr vorgesehen werden und der freie Innenraum für die erste bzw. zweite Masse
3, 4 mit einem Treibmittel 18 benutzt werden.
Wahlweise kann die Vorrichtung 1 auch zum Applizieren eines Schaumproduktes
eingesetzt werden, wozu dann schäumbare Massen 3, 4 mit einem Flüssiggastreibmittel
zu versehen sind, wobei die Verbindungskanäle 21, 22, die Zuflusskanäle 5, 6 und die
Mischkammer 2.1 derart kleine Querschnittsflächen aufweisen, dass bei einer
Produktabgabe die durch die Kanäle 21, 22; 5, 6 und die Mischkammer 2.1 strömende
Massen 3, 4 in einer flüssigen Phase bleiben, wodurch eine optimale Mischung der
Massen 3, 4 entsteht, da erst beim Eintreten in den größeren Abflusskanal 7 eine
Expansion der Mischung 3, 4 und erst damit eine Schaumentwicklung in einer höchst
homogenen Schaummischung erfolgen kann.
Die Fig. 5 zeigt als zweites Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung 1.1 als eine
Druckgasbehälteranordnung 24 von mindestens zwei nebeneinander angeordneten
Druckgasbehältern 25, 26, die mit einem dritten und vierten Entnahmeventil 27, 28
versehen sind, wobei beide Entnahmeventile 27, 28 durch einen Aufsatz 29 gemeinsam
betätigbar sind. Der Aufsatz 29 ist mit der Mischkammer 2.1 und den Zuflusskanälen
5.1, 6.1 und mit dem Abflusskanal 7 versehen und dient zum Applizieren eines
Zweikomponentenschaumes mittels eines Betätigungshebels 30. Hierbei führt der erste
Zuflusskanal 5.1 in halber Höhe und der zweite Zuflusskanal 6.1 außerhalb der halben
Höhe der Mischkammer 2.1 in die Mischkammer 2.1.
Die Vorrichtung 1 ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind
auch andere Ausführungsbeispiele für weitere Anwendungsgebiete möglich,
beispielsweise in größerer Dimensionierung der Mischkammer 2.1 mit den Kanälen 5, 6,
der Öffnung 17 und dem Abflusskanal 7 zum Mischen und Entnehmen von rieselfähigen
Massen 3, 4 für eine Massenproduktion, beispielweise zum Mischen von
Pulverzubereitungen wie Pflegemitteln, Medikamenten, Mehlmischungen, Baustoffen
und so weiter, oder auch zum Mischen von fließfähigen Massen 3, 4 wie beispielsweise
Flüssigzubereitungen wie flüssige Pflegemittel wie für eine Haar- bzw. Körperpflege und
so weiter.
1
,
1.1
Vorrichtung
2
Mischkammer
2.1
Rotationswirbelmischkammer
3
Erste Masse
4
Zweite Masse
5
Erster Zuflusskanal
6
Zweiter Zuflusskanal
7
Abflusskanal
8
Hohlkugel
9
Mehrkomponenten-Druckgasbehälter
10
Mehrventileinheit
11
Pfeil/Wirbelringdrehrichtung
12
Erster Innenbehälter
13
Zweiter Innenbehälter
14
Erstes Entnahmeventil
15
Zweites Entnahmeventil
16
Sprühkopf
17
Öffnung
18
Treibmittel
19
Ventilteller
20
Ventilschieber
21
Erster Verbindungskanal
22
Zweiter Verbindungskanal
23
Einsetzteil
24
Druckgasbehälteranordnung
25
Druckgasbehälter
26
Druckgasbehälter
27
Drittes Entnahmeventil
28
Viertes Entnahmeventil
29
Aufsatz
30
Betätigungshebel
F Treibkraft
F Treibkraft
Claims (10)
1. Vorrichtung (1, 1.1) mit einer Mischkammer (2) zum Mischen von mindestens zwei
fließ- oder rieselfähigen, unterschiedlichen Massen (3, 4), wobei für jede Masse (3, 4) ein
Zuflusskanal (5, 6) in die Mischkammer (2) führt, und dass die Mischkammer (2) mit
einem Abflusskanal (7) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Mischkammer
(2) eine rotationssymmetrische Rotationswirbelmischkammer (2.1) vorgesehen ist,
wobei die Zuflusskanäle (5, 6) tangential in die Rotationswirbelmischkammer (2.1)
münden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuflusskanäle (5, 6)
gleichmäßig radial verteilt und im gleichen Drehsinn angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuflusskanäle (5, 6)
ungefähr in halber Höhe der Mischkammer (2.1) in die Mischkammer (2.1) münden,
wobei der Abflusskanal (7) axial angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein
Zuflusskanal (6) außerhalb einer halben Höhe der Mischkammer (2.1) in die
Mischkammer (2.1) führt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer (2.1)
nach Art einer Hohlkugel (8) ausgestaltet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Vorrichtung (1) ein
Mehrkomponenten-Druckgasbehälter (9) vorgesehen ist, der eine Mehrventileinheit (10)
mit der Mischkammer (2.1) aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Vorrichtung (1.1)
eine Druckgasbehälteranordnung (24) von mindestens zwei nebeneinander
angeordneten Druckgasbehältern (25, 26) vorgesehen ist, die jeweils mit einem dritten
und vierten Entnahmeventil (27, 28) versehen sind, wobei beide Entnahmeventile (27, 28)
durch einen Aufsatz (29) gemeinsam betätigbar sind, und dass der Aufsatz (29) mit der
Mischkammer (2.1) und den Zuflusskanälen (5.1, 6.1) und mit dem Abflusskanal (7)
versehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer (2.1)
zweiteilig zusammengesetzt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gemischten
Massen (3, 4) ein Haarbehandlungsprodukt sind, vorzugsweise zur Haarfärbung.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Masse (3)
eine Wasserstoffperoxidmasse und die zweite Masse (4) eine Farbmasse ist.
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